Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФАСОВКИ ПОРОШКООБРАЗНОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Способ относится к области дозирования и фасовки порошкообразных материалов, которые широко применяются в различных областях.

Наиболее распространенные схемы фасовки порошкообразных материалов описаны в источниках: Механизация расфасовочно-упаковочных работ на предприятиях химической промышленности. М.: НИИТЭХИМ, 1971 (по материалам комплексной бригады); Ю.Н.Шаповалов. Упаковывание в химической промышленности. Л: Химия, 1983.

Существующие системы фасовки порошкоообразных материалов не в полной мере приемлемы для взрывчатых веществ, так как не учитывают их специфические свойства: чувствительность к механическим воздействиям, электрической искре, вследствие этого способность воспламенения при выполнении технологических операций с переходом горения во взрыв, а также их сравнительно высокая токсичность.

Известен также способ фасовки и укупорки сыпучих взрывчатых веществ в контейнеры в виде мешка (Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. М.: Недра, 1977, с.151), который наиболее близок по назначению с заявленным изобретением и принят за прототип. Однако этот способ имеет ряд недостатков, которые должны быть учтены при организации технологического процесса фасовки.

Процесс фасовки порошкообразных материалов, в том числе взрывчатых веществ, как правило, связан с пересыпанием их из одной емкости в другую. При этом происходит выделение пыли с образованием пылевоздушной смеси. Кроме того, при движении взрывчатого вещества за счет трения между движущимися частицами, а также при контакте их с конструкционными элементами транспортных средств, дозирующих механизмов, со стенкой трубопроводов, расходной и приемной тары возникает потенциал статического электричества. Эти явления особенно нежелательны при переработке взрывчатых веществ, так как могут привести к возникновению опасных ситуаций по следующим причинам:

- из-за возможности образования взрывоопасных пылевоздушных смесей и зажигания от электрической искры при возникновении потенциала статического электричества;

- наличие осажденной пыли взрывчатого вещества на полу, стенках рабочих помещений, оборудования; может служить, при неблагоприятных условиях, источником инициирования высокоскоростных процессов горения или взрыва;

- присутствие в воздухе частиц взрывчатого вещества создает вредную для здоровья работающих атмосферную среду.

Поэтому существующие схемы фасовки взрывчатых веществ должны быть оборудованы вытяжной системой с фильтрами для очистки воздуха от пылевых частиц. При этом наибольшей улавливающей эффективностью обладают мокрые фильтры, например инерционно-пенные пылеуловители, в которых в качестве жидкой среды используют воду. Применение воды позволяет обезопасить процесс. В дальнейшем вода должна быть очищена от нерастворившейся части путем фильтрации через тканевый фильтр, а растворенная часть обезврежена. Обезвреживание сточных вод может быть осуществлено путем обработки ультрафиолетовыми лучами, что упрощает процесс.

По патенту "US 5481062A" предлагается уничтожение взрывчатых веществ путем сжигания его раствора или суспензии в горючей жидкости, не содержащей кислород. Недостатком этого способа является потребность применения специальной установки для сжигания большого объема горючей жидкости с образованием токсичных газообразных продуктов горения и необходимостью их улова и обезвреживания.

Должны быть предусмотрены меры по снижению потенциала статического электричества, чувствительности взрывчатого вещества и его пылевоздушной смеси к электрической искре.

По данным исследований полная замена кислорода воздуха инертными газами: азотом или углекислым газом снижает чувствительность взрывчатого вещества к электрической искре соответственно в 5 и 36 раз. Таким образом представляется возможным обезопасить технологический процесс при выполнении операции фасовки в среде инертного газа.

Применение эжекционной системы позволит создать отсос и движение потока пылевоздушной смеси через инерционно-пенный пылеуловитель без контакта с движущимися механизмами.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка технически и экологически безопасного способа фасовки порошкообразного взрывчатого вещества.

Технический результат достигается за счет того, что ссыпку порошкообразного взрывчатого вещества производят в контейнер, установленный на весах и заполненный инертным газом, пылегазовую смесь взрывчатого вещества из зоны ссыпки пропускают через заполненный водой инерционно-пенный пылеуловитель, полученный в нем водный раствор взрывчатого вещества отделяют от осадка путем фильтрации через тканевый фильтр на нутч-фильтре и перекачивают перистальтическим насосом в циркуляционный бак, в который вводят серную кислоту до рН от 3 до 4, и производят циркуляцию через этот бак для перемешивания в течение 20-40 минут, затем через ванну, при этом осуществляют обезвреживание водного раствора взрывчатого вещества путем разложения его под действием ультрафиолетовых лучей до снижения содержания взрывчатого вещества ниже предельно-допустимых норм, воду возвращают в инерционно-пенный пылеуловитель или сливают.

Предлагаемый способ предусматривает следующий порядок ведения операций: взрывчатое вещество дистанционно ссыпают в установленный на весах и заполненный инертным газом передвижной контейнер, образующуюся в зоне ссыпки пылегазовую смесь отсасывают созданием эжекционного потока воздуха, пропускают через заполненный водой инерционно-пенный пылеуловитель, полученный водный раствор взрывчатого вещества отделяют от осадка, пропуская его через тканевый фильтр на нутч-фильтре, перекачивают перистальтическим насосом в циркуляционный бак, вводят в него серную кислоту до рН от 3 до 4 и циркулируют через бак для перемешивания в течение 20-40 минут, затем циркуляцию переводят через ванну для обезвреживания и обезвреживают раствор путем разложения взрывчатого вещества под действием ультрафиолетовых лучей до снижения содержания взрывчатого вещества ниже предельно-допустимых норм, воду возвращают в инерционно-пенный пылеуловитель для повторного использования или сливают в канализацию.

Схема технологического процесса фасовки порошкообразного взрывчатого вещества по предлагаемому способу приведена на фиг.1.

Взрывчатое вещество в гибкой таре устанавливают на площадку гидроподъемника 3 и путем подачи масла в гидроцилиндр подъемника с помощью насоса 5 с бачком 4 поднимают до уровня загрузочной площадки. Мешки с продуктом устанавливают в контейнер опрокидывателя 1 (по одному мешку в каждый из двух имеющихся контейнеров). Приемный передвижной контейнер 6 заполняют инертным газом подачей из баллона. После чего обслуживающий персонал покидает здание, и дальнейшие операции выполняются с пульта управления.

Каждый контейнер опрокидывателя соединен с поворотной осью, связанной с пневмоцилиндром. При включении подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр контейнер опрокидывателя поворачивается, содержимое из мешка высыпается и, проходя наклонную течку 2 с пневмовибратором, поступает в приемный передвижной контейнер 6. Последний установлен на платформе весов 7. После опорожнения мешка контейнер автоматически возвращается в исходное положение. Операции по загрузке взрывчатого вещества в приемный контейнер повторяют до набора в нем заданной массы, которую задают и устанавливают по блокировке. После набора заданной массы взрывчатого вещества в приемном контейнере от стрелки весов срабатывает блокировка, и контейнер опрокидывателя автоматически возвращается в исходное положение. За набором массы в приемном контейнере производят контроль с пульта управления на экране телевизора.

Одновременно с началом разгрузки мешков оператор включает воздуходувку 15 эжектора 9, который создает поток воздуха по воздуховоду от опрокидывателя. Эжекционную схему отсоса применяют для обеспечения безопасности процесса. Удаляемая из опрокидывателя пылевоздушная смесь поступает в инерционно-пенный пылеуловитель 8, заполненный с расчетным количеством воды. Уровень воды над решеткой должен обеспечивать работу пенного пылеуловителя в режиме барботирования. В инерционно-пенном пылеуловителе пылевоздушная смесь, проходя решетку снизу вверх, создает над решеткой псевдоожиженный слой воды с пенообразованием. При этом происходит отделение пылевых частиц взрывчатого вещества от воздуха за счет растворения в воде и осаждения в донной части аппарата. Воду с взрывчатым веществом из инерционно-пенного пылеуловителя периодически сливают с заменой чистой водой. Слив производят через нутч-фильтр 10, установив в нем фильтрующую ткань. Фильтрат перистальтическим насосом 11 перекачивают в циркуляционный бак 12. Перистальтический насос обеспечивает безопасность процесса, т.к. в нем нет контакта подвижных узлов с рабочей средой. В бак вводят серную кислоту до получения рН в пределах 3-4 и производят циркуляцию в течение 20-40 минут для перемешивания тем же насосом. Затем переводят циркуляцию насосом 11 через ванну 13. Для обезвреживания ванну размещают под лампой 14 (ртутно-кварцевой лампой ДРТ-2500), которая излучает ультрафиолетовые лучи. Под действием ультрафиолетовых лучей происходит разложение взрывчатого вещества. Циркуляцию фильтрата по схеме насос - ванна - циркуляционный бак - насос продолжают до снижения содержания взрывчатого вещества ниже предельно допустимой нормы. Обезвреженную воду возвращают в инерционнно-пенный пылеуловитель для повторного использования или сливают в канализацию. Контейнер с взрывчатым веществом направляют для использования по назначению.

Проведенные экспериментальные работы показали, что облучение ультрафиолетовыми лучами воды, содержащей взрывчатое вещество, является эффективным методом обезвреживания.

Данные приведены в таблице.

По полученным экспериментальным данным оптимальной средой раствора является рН в пределах от 3 до 4. При большем рН скорость разложения взрывчатого вещества замедляется. Меньшее значение рН приводит к большему расходу серной кислоты и повышению концентрации соединений с анионом SO

Предлагаемый способ фасовки порошкообразного взрывчатого вещества прошел опытную проверку с положительным результатом на заводе им. С.М.Кирова, г.Пермь.